-
Steuervorrichtung für eine durch Druckmittel betätigte Wechsel-Mehrscheibenkupplung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine durch ein Druckmittel
betätigte Wechsel-Mehrscheibenkupplung, bei der ein U-förmiger Zylinder auf einer
gegenüber einer Welle axial festgelegten Ringscheibe axial verschiebbar geführt
ist und mit dieser festliegenden Ringscheibe zwei ringförnüge Zylinderräume bildet,
wobei eine Anordnung zur kontinuierlichen Aufrechterhaltung einer Füllung in dem
in Ausrückrichtung wirkenden Druckraum mit einem Medium unter wesentlich geringerem
Druck als der Beaufschlagungsdruck für den Einrückdruckraum vorgesehen ist.
-
Bei bekannten Wechsel-Mehrscheibenkupplungen geht die Einrückbewegung
bis zum Anliegen der Kupplungslamellen auf Grund eines dem eigentlichen Druckraum
vorgeschalteten kleineren Druckraumes sehr schnell vor sich. Dadurch besteht die
Gefahr einer stoßweisen Kupplungsbetätigung mit auftretenden Spitzenbelastungen.
-
Zum Abfangen harter Stöße ist bereits bei einer Mehrscheibenkupplung
eine Anordnung bekannt, bei der kontinuierlich eine Füllung in dem in Ausrückrichtung
wirkenden Druckraum mit einem Medium unter wesentlich geringerem Druck als der Beaufschlagungsdruck
für den Einrückdruckraum aufrechterhalten wird. Weiterhin ist es bei Mehrscheibenkupplungen
bekannt, zur Dämpfung des Einschaltstoßes zwischen der Druckplatte und dem Kupplungsscheibenpaket
Federn vorzusehen.
-
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Anordnung.
zur Dämpfung des Einschaltstoßes möglichst einfach und betriebssicher bei größtmöglicher
Wirkung zu erzielen. Die Erfindung verwendet dazu eine Kombination der bekannten
Federn mit einer besonderen Ventilanordnung. Diese erfindungsgemäße Kombination
besteht aus folgenden Merkmalen: a) Zwischen den Druckplatten des Zylinders und
den Kupplungsscheibenpaketen oder zwischen den Kupplungsscheibenpaketen und den
Rükkenplatten sind Federn angeordnet; b) in der axial festgelegten Ringscheibe
ist eine Ventileinrichtung angeordnet, die direkt durch die Bewegung des Zylinders
gesteuert wird, wobei die Ventileinrichtung aus getrennten, in der Ringscheibe zwischen
den gegenüberliegenden Druckplatten des Zylinders angeordneten, bei Bewegung des
Zylinders durch diesen verschiebbaren Ventilstiften aufgebaut ist; c) mit den Ventilstiften
wirken bogenförmige Ausnehmungen in der Ringscheibe zusammen, die mit den Druckleitungen
für das Druckmedium in Verbindung stehen; d) die Ventilstifte liegen quer
zu den bogenförmigen Ausnehmungen und sind an ihren Umfangsflächen so geformt, daß
sie gegen die Ringscheibe Durchlässe bilden, derart, daß bei Verschiebung des Zylinders
eine ungedrosselte Zuführung von Druckniedium. in den einen der beiden Zylinderräume
und'eine gedrosselte Ab-
führung von Druckmedium aus dem anderen der beiden
Zylinderräume aus den bzw. in die Druckleitungen erfolgt.
-
Diese erfindungsgemäße Kombination gewährleistet einen äußerst sanften
Einrückvorgang und ist wesentlich einfacher als die bekannten Anordnungen und ermöglicht
überdies eine sehr leichte Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen durch
Änderung sehr einfacher Bauelemente.
-
Vorzu-Sweise sind die Ventilstifte zylindrisch, und jeder der Stifte
weist zwei Abschnitte mit ebenen Flächen auf, die Abschnitte mit unterschiedlichen
Querschnittsflächen aussparen, wobei der Abschnitt, der mit der Öffnung der Ringscheibe
den größeren freien Querschnitt freigibt, den Durchlaß für die Zuführung von Druckniedium.
zur Beaufschlagung des Zylinderraunies der einzurückenden Kupplung bildet und eine
solche Länge aufweist, daß der Durchlaß im wesentlichen bis zum Ausrücken dei zugeordneten
Kupplung offengehalten wird. Die beiden Verbindungsleitungen zum Zuführen von Druckmedium
in die Zylinderräume können mit jeweils einer in je
einen Zylinderraum führenden
Bohrung in Verbindung
stehen, die durch Rückschlagventile, welche
nur in Beaufschlagungsrichtung öffn I e.n, abschließbar sind.
-
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 einen Querschnitt einer
Wechsel-Mehrscheibenkupplung mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung, wobei
die Kupplungen in ihren Ausschaltstellungen gezeigt sind, F i g. 2 eine schematische
Darstellung der Druckmittelschaltung für die Kupplung der F i g. 1,
F i
g. 3 im größeren Maßstab einen Aufriß eines Ventilstiftes für die Kupplung
der F i g. 1,
F i g. 4, 5 Schnitte nach den Linien 4-4 bzw.
5-5
in der F i g. 3,
F i g. 6, 7 den F i g. 4,
5 entsprechende, umgekehrte Schnittdarstellungen, F i g. 8 und
9 Leistungskurven für eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Kupplung
im Vergleich, zu den Zeit-Druck-Drehmoment-Merkmalen einer gewöhnlichen, unter dem
Einfluß eines Druckmittels stehenden Kupplung, F i g. 10 eine Schnittdarstellung
einer anderen Ausführungsform der Federn für die Kupplung der Fig. 1,
F i
g. 11 eine Schnittdarstellung einer weiteren Ab-
änderung, gemäß welcher
die Federn zwischen den Rückenplatten der Kupplung und den benachbarten Scheiben
der Kupplungsscheibenpakete angeordnet sind, Fig. 12 im Schnitt eine weitere Abänderung
der F i g. 1, gemäß -welcher Schraubenfedem als elastische Zwischenglieder
verwendet werden.
-
In der F i g. 1 ist dieerfindungsgemäße Steuervorrichtung für
eine Wechsel-Scheibenkupplung gezeigt. Die Kupplungen werden wahlweise gesteuert.
Sie sind aufeinander so abgestimmt, daß sie gleichzeitig eine neutrale Lage einnehmen.
Es kann aber auch die Einschaltung der einen Kupplung begleitet sein mit der gleichzeitigen
Ausschaltung der anderen Kupplung. Zum Zweck- der Beschreibung der Wechselkapplung
ist sie im Zusammenhang mit einem Antrieb gezeigt, welcher -in Vorwärtsrichtung
und in Rückwärtsrichtung wirksam wird. Der Antrieb ist aber kein Teil der Erfindung.
Der Antrieb kann derart ausgebildet sein, daß die Kupplungen in der gleichen Richtung
mit den gleichen oder verschiedenen Geschwindigkeiten betätigt werden.
-
Es wird auf die F i g. 1 Bezug genommen. Die' treibende Welle
57 ist mit ihrem einen Ende mit einer Antriebsquelle verbindbar. Ihr anderes
Ende weist eine Tasche oder eine Ausnehmung 58 auf, in welcher keilartig
das eine Ende einer Zwischenwelle 59 befestigt ist, deren anderes Ende in
einem Lager 60
gelagert ist, welches in einer Wand 61 angeordnet ist,
die einen Teil eines gebräuchlichen Gehäuses bilden kann. In der Nähe der treibenden
Welle 57
ist eine Nabe 62 auf der Zwischenwelle 59 aufgekeilt.
Auf der Nabe 62 ist ein ringförmiger Flansch angeordnet, welcher als Rückenplatte
63 dient, gegen welche eine Anzahl von Kupplungsscheiben, welche ein Paket
64 bilden, gepreßt werden kann. Einander abwechselnde Kupplungsplatten des Pakets
64 sind drehfest aber axial verschieblich mit der Nabe 62
verbunden. Die dazwischenliegenden
Kupplungsscheiben sind drehfest aber axial verschieblich mit dem Innenumfang eines
ringförmigen Gehäuses 65
verbunden, welches aus einem Stück mit einem sich
radial einwärts erstreckenden, ringförmigen Flansch 66 besteht. Der Flansch
66 ist an einem Ritzel 67
befestigt, welches die treibende Welle
57 mit Abstand umgibt und mit einem Zahnrad 68 kämmt, welches an dem
einen Ende einer getriebenen Welle 69 aufgekeilt ist, deren anderes Ende
sich durch die Wand 61
zwecks Verbindung mit einer anzutreibenden Last erstreckt
und in einem Lager 70 gelagert ist, welches in der Wand 61 angeordnet
ist.
-
Im Abstand von der Nabe 62 ist eine andere Nabe 71 auf
der Zwischenwelle 59 aufgekeilt. Die Nabe 71
dient zur Lagerung eines
ringförmigen Flansches, welcher eine Rückenplatte 72 darstellt, gegen welche
eine Anzahl von Kupplungsscheiben, welche ein Paket 73 bilden, gepreßt werden
kann. Einander abwechselnde Scheiben des Pakets 73 sind drehfest aber axial
verschieblich mit der Nabe 71 verbunden. Die dazwischen befindlichen Kupplungsscheiben
sind drehfest aber axial verschieblich mit dem Innenumfang eines ringförmigen Gehäuses
74 verbunden, welches aus einem Stück mit einem sich radial einwärts erstreckenden,
ringförmigen Flansch 75 besteht. Der Flansch 75 ist an einem Ritzel
76 befestigt. Es umgibt . mit Abstand die Zwischenwelle
59 und kämmt mit einem Leerlaufzahnrad 77, welches wiederum im Eingriff
mit einem Zahnrad 78 steht, welches auf der getriebenen Welle 69 aufgekeilt
ist. Das Leerlaufzahnrad 77 ist nur als Bruchstück gezeigt. Seine Lage zum
Ritzel 76 und zum Zahnrad 78
entspricht der gebräuchlichen Anordnung
von drei Zahnrädern, um eine Bewegung in Vorwärtsrichtung in eine solche in Rückwärtsrichtung
umwandeln zu können.
-
Soweit die Kupplung jetzt beschrieben ist, sind die Kupplungsscheibenpakete
64 und 73 und ihre unmittelbar damit verbundenen Teile als die Antriebskupplungen
79, 80 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung aufzufassen.
-
Der Mechanismus für die Einschaltung einer der beiden Kupplungen,
während gleichzeitig die andere Kupplung ausgeschaltet wird> wobei eine gleichzeitige
neutrale Lage für beide Kupplungen vorgesehen ist, wird nunmehr unter Bezugnahme
auf die F i g. 1 erläutert.
-
Eine Hülse 81 ist teleskopartig auf der Zwischenwelle
59 angeordnet. Sie kann nicht zwischen den Naben 62 und
71 axial verschoben werden. Die Naben selbst können nicht voneinander getrennt
werden. Dafür dienen die Sperringe 82, 83, welche auf der Zwischenwelle
59 angeordnet sind. Eine Ringscheibe 84 umgibt den Mittelteil der Hülse
81 und kann wegen der Sperringe 85 axial nicht verschoben werden,
welche auf der Hülse 81 angeordnet sind.
-
Auf der Außenumfangsfläche der Ringscheibe 84 ist gleitbar und dichtend
ein ringförmiges Gehäuse 86
angeordnet, dessen linkes Ende radial so verkleinert
ist, daß die ringförmige Druckplatte 87 entsteht. Zwischen dieser Druckplatte
und der benachbarten Kupplungsscheibe des Pakets 64 befindet sich eine Tellerfeder
88. Die Innenumfangsfläche der Druckplatte 87 befindet sich gleitbar
und dichtend auf der Hülse 81.
-
Das rechte Ende des Gehäuses 86 dient innen zur Lagerung einer
ringförmigen Druckplatte 89, deren Innenunifangsfläche sich gleitbar und
dichtend auf der Hülse 81 befindet. Zwischen der Druckplatte 89
und
der benachba rten Kupplungsscheibe des Pakets
73 befindet
sich eine Tellerfeder 90. Die Druckplatte 89 ist am Gehäuse
86 befestigt, so daß sie sich damit axial verschiebt. Die Druckplatte
89 befindet sich hierfür zwischen einer Schulter 91 am Innenumfang
des Gehäuses und einem Sperring 92, welcher ebenfalls im Innenumfang des
Gehäuses angeordnet ist.
-
Die Ringscheibe 84 hat die Funktion eines feststehenden Kolbens. Das
Gehäuse 86 und die Druckplatten 87, 89 dagegen stellen einen axial
verschiebbaren Zylinder 93 dar. Weiter bilden die feststehende Ringscheibe
84, das Gehäuse 86, die Druckplatte 87 und die Hülse 81 einen
Zylinderraum 94 für den Antrieb in Vorwärtsrichtung, während die feststehende Ringscheibe
84, das Gehäuse 86, die Druckplatte 89 und die Hülse 81 einen
Zylinderraum 95 für den Antrieb in Rückwärtsrichtung bilden. Wird der Antriebsdruck
entweder dem Zylinderraum 94 oder dem Zylinderraum 95 zugeleitet, so ist
es klar, daß sich die betreffende Druckplatte in einer Richtung verschiebt, daß
die dazugehörige Kupplung eingeschaltet wird, während sich gleichzeitig die andere
Druckplatte in einer Richtung verschiebt, daß die andere Kupplung ausgeschaltet
wird. Die beiden Kupplungen 79, 80 werden gleichzeitig in neutrale Lagen
durch die gebräuchlichen Federn 96, 97 gedrückt, welche zwischen der feststehenden
Ringscheibe 84 und der Druckplatte 87
bzw. zwischen der feststehenden Ringscheibe
84 und der Druckplatte 89 angeordnet sind.
-
Bei der Wechselkupplung der F i g. 1 gelangt eine der beiden
Kupplungen aus der neutralen Lage in die Einschaltlage durch ziemlich langsame Verschiebung
der zugehörigen Druckplatte in die Einschaltlage der Kupplung wegen des hydraulischen
Festhaltens der anderen Druckplatte. Außerdem steigt der Anpreßdruck wegen des Einflusses
der Tellerfeder verzögert an. Es ist nicht notwendig, in den Zylinderräumen 94,
95 einen Druck für die Ausschaltung der Kupplungen aufrechtzuerhalten. Es
sind jedoch die Zylinderräume und die zu ihnen führenden Leitungen mit
Öl mit einem ziemlich niedrigen Druck, z. B. 0,35 bis 0,7 kg/cm,3
vollgefällt, während der Druck für die Einschaltung der Kupplungen 7 bis
10,5 kg/cm2 beträgt. Es können auch andere Druckwerte in Frage kommen. Dieses
Füllöl gleicht das Lecken aus und sichert eine raschere Verschiebung der jeweiligen
Druckplatte, falls Öl zusätzlich in ihren Zylinderraum zur Einschaltung der
Kupplung geführt wird. Das gedrosselte Entweichen des Füllöls aus dem Zylinderraum
derjenigen Kupplung, welche ausgeschaltet werden soll, sorgt für die langsame Verschiebung
der Druckplatte der anderen Kupplung aus ihrer neutralen Lage in die Lage für die
Einschaltung der Kupplung.
-
Es werden nunmehr die hydraulische Schaltungsanordnung und die damit
in Verbindung stehenden strukturellen Merkmale, um das Vorhergehende zu erreichen,
erläutert. Hierfür wird zuerst auf die F i g. 2 Bezug genommen.
-
Durch eine angetriebene Pumpe 98 wird das Öl
aus der
ölquelle 99 über ein Filter 100 gepumpt. Das Öl wird über ein
an sich bekanntes Druckregulierventil 101 an ein Steuerventil 102 abgeliefert,
welches über die Leitungen 103 und 104 mit den Zylinderräumen 94,
95 für den Antrieb in Vorwärtsrichtung bzw. Rückwärtsrichtung verbunden ist.
-
Das Steuerventil 102 hat außerdem eine Ausgangsverbindung mit der
ölquelle 99 über die Leitung 105,
welche über die Leitung
106, ferner mit der Ausgangsseite des Druckregulierventils 101 verbunden
ist. Die Einstellung der Ventile 101, 102 ist derart, daß, wenn sich das
Ventil 102 in der Lage befindet, in welcher sich die Kupplungen 79, 80 gleichzeitig
in ihren neutralen Stellungen befinden, das Öl mit dem angegebenen niedrigen
Fülldruck in den Zylinderräumen 94, 95 behalten wird. Wird dagegen das Ventil
102 so verschoben, daß die eine Kupplung eingeschaltet wird, wofür ihrem Zylinderraum
Öl
mit einem höheren Druck zugeführt wird, wird der niedrige Fülldruck in
dem anderen Zylinder aufrechterhalten.
-
Es wird auf die F i g. 1 Bezug genommen. Das vom Steuerventil
102 abliegende Ende der ölleitung 103 ist über eine Bohrung 107 in
einer Kappe 108,
welche sich von der Wand 61 wegerstreckt, mit einem
ringförmigen Kanal 109 am rechten Ende der Zwischenwelle 59 verbunden.
Der Kanal 109 steht über eine Bohrung 110, welche sich durch die Zwischenwelle
59 zum Teil in Längsrichtung hierzu und zum Teil radial hierzu erstreckt,
mit einem ringförinigen Kanal 111 am Umfang der Zwischenwelle 59 in
Verbindung. Der Kanal 111 steht mit dem einen Ende einer Bohrung 112 in Verbindung,
welche sich nach außen durch die Hülse 81 erstreckt. In der Hülse
81 ist eine rechtwinklige Bohrung 113
angeordnet. Der Längsteil der
Bohrung 113 schneidet mit seinem einen Ende die Bohrung 112. Der radiale
Teil der Bohrung 113 steht mit seinem einen Ende mit dem Zylinderraum 94
für den Antrieb in Vorwärtsrichtung in Verbindung. Der Fluß des Öles durch die Bohrung
113 wird durch ein federbeaufschlagtes Rückschlagventil 114 gesteuert, welches
in eine solche Lage gedrückt wird, daß die Bohrung 113 abgeschlossen ist.
-
Ein Ventilstift 115 ist gleitbar in einer öffnung
116
gelagert, welche sich quer zur feststehenden Ringscheibe 84 erstreckt.
Die Enden des Ventilstifts 115
liegen dauernd an den Innenflächen der Druckplatten
87, 89 an, so daß die axialen Verschiebungen dieser miteinander verbundenen
Platten 87, 89
gleiche Verschiebungen des Ventilstiftes 115 für Steuerzwecke
hervorrufen.
-
Die Einzelheiten des Ventilstiftes 115 sind besonders in den
F i g. 3 bis 5 gezeigt. Der Ventilstift 115
ist mit Ausnahme
eines Zwischenteils 117 zylinderförmig. Der Zwischenteil 117 hat eine
bestimmte Länge und besitzt einen dreieckigen Querschnitt, dessen anliegende Seiten
durch kurvenförmige Teile 118 miteinander verbunden sind, um so eine Halterung
des Ventilstiftes in der Öffnung 116 zu erhalten. Vom dreieckigen Querschnitt
bis zum in F i g. 3
linken Ende des Stiftes 115 ist er gemäß der F
i g. 4 derart abge:flacht, daß man eine Stirnfläche 119 erhält, deren Ebene
parallel ist zu der Stirnfläche 120 des dreieckigen Querschnitts 117. Der
Abstand der Stirnfläche 119 von der Mittellinie des Ventilstifts
115 ist größer als der der Stirnfläche 120. Hierdurch erhält man in Verbindung
mit der feststehenden Ringscheibe 84 Veränderungen in der ölflußsteuerung zum Zylinderraum
94 für den Antrieb in Vorwärtsrichtung und von ihm weg.
-
In der neutralen Lage gemäß der F i g. 1 durchquert die Stirnfläche
120 einen bogenförmigen Schlitz, welcher sich von dem Innenumfang der feststehenden
Ringscheibe 84 derart erstreckt, daß er die Öffnung 116 schneidet und eine
Ausnehmung 121 bildet, welche dauernd mit dem Kanal 112 in
Verbindung
steht. Nur ein Ventilstift 115 ist in der F i g. 1 gezeigt. Es können
auch andere Stifte benutzt werden, falls dies durch die Umstände erforderlich ist.
Sie sind rund um die feststehende Ringscheibe 84 entsprechend zu verteilen.
-
Für die öldruckzuführung in den Zylinderraum 95
für den Antrieb
in Rückwärtsrichtung steht das vom Steuerventil 102 abliegende Ende der ölleitung
104 nacheinander mit einer Bohrung 122 in der Kappe 108, mit einem ringförmigen
Kanal 123 auf der Zwischenwelle 59, mit einer Bohrung 124 in der ZwischenweHe
59, welche entsprechend der Bohrung 110 angeordnet ist, und mit einem
ringförmigen Kanal 125 auf der Zwischenwelle 59 in Verbindung. Der
ringförmige Kanal 125 steht mit dem Innenende einer Bohrung 126 in
Verbindung. Die Bohrung 126
erstreckt sich quer durch die Hülse
81 und ist mit der Bohrung 112 vergleichbar.
-
Ein rechtwinkliger Kanal 127,'welcher dem Kanal 113 entspricht,
ist ebenfalls in der Hülse 81 angeordnet. Sein Längsteil. schneidet die Bohrung
126. Sein radialer Teil steht mit dem Zylinderraum 95 für den Antrieb
in Rückwärtsrichtung in Verbindung. Der Fluß des öls durch, den Kanal
127 wird durch ein federbeaufschlagtes Rückschlagventil 128 gesteuert,
welches in eine Lage gedrüQkt wird, in der der Kanal 127 geschlossen ist.
-
Ein Ventilstift 129 ist in einer öffnung 130 gleitbar
gelagert. Die Öffnung 130 erstreckt sich quer durch die feststehende Ringscheibe
84. Die Enden des Ventilstifts 129 arbeiten ebenso mit den Druckplatten
87, 89 zus2mrnen wie die Enden des Ventilstiftes 115. Der Ventilstift
129 ist identisch mit dem Ventilstift 115. Aber die Lage des Ventilstifts
129 ist in den F i g. 1, 6, 7 anders, als die des Ventilstifts
115. Die Lage des Ventilstifts129 ist derart, daß sich die Stirnflächen
131, 132 ganz unten, bzw. radial einwärts befinden. Funktionell entsprechen
die Stimflächen 131, 132 den Stirnflächen 119, 120. Gemäß der F i
g. 7 bildet die Stirnfläche 132 einen Teil des dreieckigen Querschnitts
133 des Ventilstifts 129 gemäß den F i g. 1, 7. In der gezeigten
neutralen Lage durchquert die Stimfläche 132 den Außenteil einer bogenförmigen
Ausnehmung 134 in der feststehenden Ringscheibe 84. Die Ausnehmung 134 entspricht
der Ausnehmung 121. Das- Innenejide der Ausnehmung 134 endet am Innenumfang der
feststehenden Ringscheibe 84 und steht dauernd mit der Bohrung 126 in Verbindung.
Es ist freigestellt, wieviel Ventilstifte 129 benutzt werden.
-
Befindet sich das Steuerventil 102 in seiner neutralen Lage, sind
die beiden Kupplungen ausgeschaltet und die Teile befinden sich in der Lage gemäß
der F i g. 1. Die Zylinderräume 94, 95 sind mit öl von einem
Druck von 0,35 bis 0,7 kg/cm2 gefüllt. Zur Einschaltung der Kupplung
79 ist das Steuerventil 102 entsprechend zu verschieben. Es beginnt der Druck
in den dazugehörigen Leitungen, Bohrungen und Kanälen, wie sie oben angegeben sind
und zu der Bohrung 112 führen, zu steigen. Durch diesen Druck wird das Rückschlagventil
114 geöffnet. Es kann der Druck in den Zylinderraum 94 für den Antrieb in Vorwärtsrichtung
gelangen. Die Druckplatte 87 beginnt mit ihrer Verschiebung in Richtung zur
Einschaltlage der Kupplung für den Antrieb in Vorwärtsrichtung. Da sich die Druckplatten
87, 89 zusamTnen verschieben, bewegen sich auch gleichzeitig die Ventilstifte
115, 129 damit. Durch die Verschiebung des Ventilstifts 115 nach links
wird eine unmittelbare Verbindung der Bohrung 112 mit dem Zylinderraum 94 hergestellt.
Es kann das öl unbehindert durch die Ausnehmung 121 und durch den freien
Querschnitt 135 zwischen der Wand der Öffnung 116
und der ebenen Stimfläche
120 (F i g. 5) fließen. Andererseits wird durch die linke Verschiebung des
Ventilstifts 129 die ebene Stimfläche 131 zur Wand der öffnung
130 derart verschoben, daß eine Drosselstelle 136 (F i g. 6)
gebildet wird, welche das öl
aus dem Zylinderraum 95 für den Antrieb
in Rückwärtsrichtung in die Ausnehmung 134, die Bohrung 126 und dann durch
die Kanäle, Bohrungen und Leitungen, wie oben angegeben, in die Ölquelle
99
nur in_ einem -begrenzten Ausmaß Jießen läßt.
-
Die Druckplatte 87 verschiebt sich ziemlich langsam, weil das
Öl aus dem Zylinderraum 95 für den Antrieb in Rückwärtsrichtung nur
gedrosselt entweicht.
-
Die Tellerfeder 88 sorgt für ein allmähliches oder verzögertes
Ansteigen des Drucks zum endgültigen Anpreßdruck. Die Kombination dieser beiden
Faktoren sichert ein weiches Ineinandergreifen der Kupplungsscheiben.
-
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Kupplung gegenüber den gebräuchlichen
hydraulischen Kupplungen sind graphisch in den F i g. 8 und 9 dargestellt.
Die Abzissenwerte sind die Zeit, die Ordinatenwerte das Drehmoment bzw. der Druck.
Die Zeiten sind mit t bezeichnet, die Drehmomente mit T und der Druck mit P. Die
Drehmomentkurven sind in vollen Linien gezeichnet, während die Druckkurven in gestrichelten
Linien gezeichnet sind.
-
Bei den gebräuchlichen Kupplungen ohne besondere Steuerung des Einrückvorganges
(F i g. 8) ist, falls die Druckplatte entsprechend der Druckplatte
87 der erfindungsgemäßen Kupplung damit beginnt, sich in Richtung, der Kupplungseinschaltlage
zu verschieben, um den Kupplungsscheibenspielraum zu -überwinden, der Betätigungsdruck
ziemlich klein und durch P, dargestellt. Der Drehmomentwert ist Null . Trifft
die Druckplatte auf-das Kupplungsscheibenpaket, springt das Drehmoment auf den Wert
T, entsprechend dem DruckPl. Danach erhöht sich der Betätigungsdruck rasch auf den
Kupplungseinschaltdruck P 2 in einer sehr kurzen Zeit A t. Das endgültige
Drehmoment T2, welches dem Kupplungseinschaltdruck P2 proportional ist, ist in der
gleichen Zeit erreichbar, so daß die Einschaltung dieser Kupplungen mit einem ziemlichen
Ruck erfolgt.
-
Verglichen wird damit die erfindungsgemäße Kupplung (F i
g. 9). Beginnt die Druckplatte 87 damit, sich in die Kupplungseinschalteinrichtung
zu verschieben, ist der Antriebsdruck ebenfalls ziemlich klein. Er ist durch P
, dargestellt. Er bleibt so, bis die Spielräume zwischen den Kupplungsscheiben
64 und der Tellerfeder 88 überwunden sind. Verschiebt sich die Druckplatte
87 weiter, beginnt der Druck infolge der Zusammendrückung der Tellerfeder
88 größer zu werden, bis entweder die Tellerfeder 88 vollkommen eben
gestellt ist oder der endgültige Kupplungseinschaltdruck erreicht ist, was immer
zuerst der Fall ist. Der endgültige Druck ist durch P4 dargestellt. Das entsprechende
Drehmoment ist durch T 4 dargestellt. Diese Werte werden erst in einer längeren
Zeit A s erreicht. Die Zeit des Druckanstiegs ist abhängig von der
Größe der Drosselstelle 136. Mt anderen Worten, der Drehmomentanstieg
erfolgt
über eine Zeit, die länger ist als bei den Kupplungen gemäß der F i g. 8,
so daß die Einschaltung der erfindungsgemäßen Kupplung ziemlich weich oder sanft
vor sich geht.
-
Zur Ausschaltung der Kupplung 79 für den Antrieb in Vorwärtsrichtung
ist das Steuerventil 102 in die neutrale Lage zurückzubringen. Wenn auch das Rückschlagventil
114 dann geschlossen ist, wird der Ventilstift 115 nach rechts zur Lage in
der F i g. 1
verschoben, so daß das Öl vom Zylinderraum 94 für den
Antrieb in Vorwärtsrichtung rasch in die Ausnehmung 121 über den freien Querschnitt
135 und dann in die ölquelle 99 entweicht. Dies dauert so lange, bis
der Ventilstift 115 in seine neutrale Lage gemäß der F i g. 1 zurückkehrt.
Die Kupplung 79 ist damit rasch ausgeschaltet. Der Auschaltvorgang wird dadurch
unterstützt, daß sich die bisher zusammengedrückten Federn 97 ausdehnen.
Auch der Druck des Füllöls im Zylinderraum 95 trägt hierzu bei.
-
Soll die Kupplung 80 aus der gezeigten Aussehaltlage eingeschaltet
werden, wird Drucköl der Bohrung 126 in der angegebenen Weise zugeführt.
Es wird zuerst das Rückschlagventil 128 geöffnet, so daß das Öl
mit
dem höheren Druck in den Zylinderraum 95 für den Antrieb in Rückwärtsrichtung
gelangen kann. Die Druckplatte 89 beginnt sich nach rechts in Richtung der
Kupplungseinschaltung zu verschieben. Der Ventilstift 129 verschiebt sich
in der gleichen Richtung. Es entsteht ein unmittelbarer und ziemlich unbehinderter
Fluß des Einschaltdrucköls in den Zylinderraum 95 über die Ausnehmung 134
und den freien Querschnitt 137 (F i g. 7) zwischen der Wand der Öffnung
130 und der ebenen Stimfläche 132. Zu gleicher Zeit wird die Abgabe
des öls aus dem Zylinderraum 94 für den Antrieb in Vorwärtsrichtung durch den Ventilstift
115 über eine Drosselstelle 138 (F i g. 4) zwischen der Wand
der Öffnung 116
und der ebenen Stirnfläche 119 gedrosselt. Die Einschaltverschiebung
der Druckplatte 89 ist gleich der der Druckplatte 87. Sie wird ebenfalls
durch ein verzögertes Ansteigen des Anpreßdrucks wegen der Tellerfeder
90 beeinflußt.
-
Die vorhergehende Beschreibung befaßt sich mit der Einschaltung beider
Kupplungen aus einer neutralen Lage. Die Verschiebung der Kupplungen kann auch von
vorne nach hinten oder umgekehrt erfolgen. Aber in beiden Fällen erfolgt die Kupplungsverschiebung
durch die neutrale Lage hindurch, so daß die Kupplung, welche ausgeschaltet wird,
dies somit rasch durchführt.
-
Eine unbeabsichtigte Drehung der Ventilstifte 115
und
129 stört nicht die Wirksamkeit der freien Querschnitte und Drosselstellen,
wie sie vorher erläutert wurde. Sie wird insbesondere durch die dreieckigen Querschnitte
117, 133 und die bogenförmigen Ausnehmungen 121, 134 beibehalten.
-
In der F i g. 10 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt.
Sie zeigt die Benutzung zweier konzentrisch angeordneter Tellerfedern
139, 140, welche entweder zwischen einer Druckplatte 141 und dem Kupplungsscheibenpaket
142 oder auch zwischen diesem Paket und einer Rückenplatte 143 angeordnet sind.
Für gewöhnlich bilden die beiden Tellerfedern 139, 140 zusammen eine
V-Forin. Ihre Oberffächen können aber auch parallel zueinander sein. Ihre Steuerwirkung
liegt in ihrer Konzentrizität.
-
Es wird auf die F i g. 11 Bezug genommen. Sie zeigt
eine andere Ausführungsform. Die Druckplatte 144 dient zur Betätigung der Kupplung.
Die Kupplung weist die gebräuchliche Rückenplatte oder Anschlagplatte 145 auf. Zwischen
diesen Platten befindet sich das Kupplungsscheibenpaket 146. Die Tellerfeder 147
befindet sich zwischen der Rückenplatte 145 und der benachbarten Scheibe des Kupplungsscheibenpakets
146.
-
In den angegebenen Lagen brauchen nicht unbedingt Tellerfedem benutzt
zu werden. Man kann auch Schraubenfedem als entsprechende elastische Mittel verwenden.
-
Fig. 12 zeigt eine der zwischen dem Kupplungsscheibenpaket
13 und der Druckplatte (oder der Rückenplatte) 54 auf einem Kreis in gleichem
Ab-
stand voneinander angeordneten, in Ausnehmungen 56 gehaltenen Schraubenfedem
55.